1、高三一轮物理复习（人教版）第10章 交变电流 传感器第1节 交变电流的产生和描述一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共计70分每小题至少一个答案正确)1图10115所示是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是图10115解析我国居民日常生活所用交流电电压的有效值为220 V，频率为50 Hz，周期为0.02 s，故选C.答案C2一个电炉上标”220 V1.5 kW”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦交流电应是A电压最大值为220 V，电流最大值约为9.6 AB电压最大值为311 V，电流最大值约为6.8 AC电压有效值为220 V，电流有效值约为6.8 AD电压有效
2、值为311 V，电流有效值约为9.6 A解析电炉上标的”220 V”是指有效值，由I得，电流的有效值约为6.8 A，故选项C正确答案C3内阻不计的交流发电机产生的电动势E10sin 50t(V)，所接负载的电阻R10 ，现把发电机的转速提高一倍，则A负载两端电压的有效值将变为28.2 VB交流电的频率将变为50 HzC负载消耗的功率将变为20 WD负载消耗的功率将变为40 W解析原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E20sin 100t(V)，由此可以看出提高转速后频率变为5
3、0 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W故B、C正确答案BC图101164一个矩形线圈绕与匀强磁场垂直的OO轴逆时针转动，线圈的两条引线分别与A、B两半圆铜环相连，两个铜环通过滑动电刷连入电路，电路中仅有一个电阻R.如图10116所示，在线圈转动过程中，通过R的电流A大小和方向都不断变化B大小不断变化，方向为ARBC大小和方向都不变D大小不断变化，方向为BRA解析线圈中产生交流电，由于电刷交替与两铜环接触，流过R的电流方向不变根据 右手定则可知，通过R的电流方向是BRA.答案D图101175如图10117所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线
4、OO与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图10118中的图10118解析由楞次定律可知前半个周期感应电流沿adcba方向，后半个周期沿abcda的方向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式交变电流，A正确答案A6一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e200sin 100t(V)，那么A该交流电的频率是100 HzB当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直C当t s时，e有峰值D该交流电电动势的有效值为200 V解析由交流电的电动势瞬时值表达式enBSsin t可知，交流电的频率fHz5
5、0 Hz，A不正确在t0时，电动势瞬时值为0，线圈平面恰好与中性面平行，B不正确当t s时，e有峰值Em200 V，C正确该交流电电动势的有效值E200 V，D不正确答案C7如图10119甲所示为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为图10119A220 VB110 VC. V D. V解析设电压的有效值为U，根据有效值定义有T，解得C正确答案C8一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图10120所示由图可知图10120A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (25t)VB
6、该交流电的频率为25 HzC该交流电电压的有效值为100 VD若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W解析由图象可知正弦交流电的周期T0.04 s，则f25 Hz，2f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin 50t V，A不正确，B正确；该交流电电压的有效值为 V50 V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为P W50 W，则D正确，所以正确选项为B、D.答案BD图101219如图10121所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线
7、b所示以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值为u10sin 5t VD交流电b的最大值为 V解析t0时刻，u0，穿过线圈的磁通量最大，A错；由图知Ta0.4 s，Tb0.6 s，根据n，得nanbTbTa32，故B正确；由图知Uma10 V，a5，所以交流电a的瞬时值为uUmasin t10sin 5t V，C正确；UmanBSa10 V，UmbnBSb V，故D正确答案BCD10一气体放电管，当其两电极间的电压超过500 V时，就放电而发光在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到500 V时才熄灭放电管两电极不分
8、正负现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1 000 V，频率为50 Hz.若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为A10分钟 B25分钟C30分钟 D35分钟解析uUmsin 2ft1 000 sin100t，在电压正半周，电压从500 V升高到最大再降到500 V，这一过程中放电管发光，在电压负半周，电压从500 V变到1 000 V再变到500 V，这一过程中放电管发光如图所示，5001 000sin 100t1，t1s；5001 000sin 100t2，t2 s一个周期内发光的时间t2(t2t1) s，一小时发光时间t s25 min.答案B11.如图所示的区域内有垂直
9、于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为A B C D答案：D解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有T/4的时间内有感应电流，则有，所以。D正确。12.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则 At =0.005s时线框的磁通量变化率为零Bt =0.01s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势的频率为100Hz【
10、解析】：交变电流知识的考查。由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为。当t=0.005s时，瞬时值e=311V，此时磁通量变化率最大，A错；同理当t=0.01s时，e=0V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/，题给电动势的有效值为220V，C错；交变电流的频率为f=1/T=/2=50Hz，D错。【答案】：B二、计算题(本大题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(14分)交流发电机的原理如图10122甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图
11、象如图10122乙所示，已知线圈的电阻为R2.0 .求：图10122(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速运动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？解析(1)由it图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im2.0 A.(2)矩形线圈转动的周期T4.0103 s.(3)线圈电阻上产生的电热功率为PI2RR4 W.(4)外界对线圈做功消耗其他形式的能转化成电能再转化成电热，1分钟内外界对线圈做的功WPt240 J. 答案(1)2.0 A(2)4.0103 s(3)4 W(4)240 J14(
12、16分)如图10123所示，间距为L的光滑平行金属导轨水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接有阻值为R的电阻，一电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t0时刻开始运动，其速度规律为vvm sin t.不计导轨电阻，电压表为理想电表，求：图10123(1)电压表的示数；(2)从t0到t时间内电阻R上产生的热量；(3)从t0到t时间内外力F所做的功解析(1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势为eBLvBLvmsin t，按正弦规律变化，最大值EmBLvm，通过R的电流的有效值为I.电压表示数UIR.(2)QI2Rt.(3)t时，导体棒的速度vvm，由功能关系知，从t0到t时间内外力F做的功为Wmv2I2Rtmv.答案(1)(2)(3)mv
